專利名稱：壓載水中殘余的氧化劑(tro)濃度的測定裝置、監(jiān)視方法及監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用測定壓載水中的TRO濃度的測定裝置的壓載水中的TRO濃度的監(jiān)視技術(shù)。
背景技術(shù)：
集裝箱船和油輪等大型貨船在載貨少的狀態(tài)的航線中，在出發(fā)港取進壓載水，貯存在船內(nèi)的水箱中，防止在航行中船體上浮的情況，在到達港放出其壓載水。此時，壓載水中所含的動植物浮游生物、海藻的碎片、海底生物或魚類等的幼蟲或卵等與壓載水一起移動/擴散到新的環(huán)境中，有時作為原本沒有生存在該地域的“外來物種”帶來攪亂當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的不利影響，在世界各地成為問題。圍繞著壓載水問題，以國際海事機構(gòu)Qnternational Maritime Organization ΙΜ0)為中心從1980年代開始就進行了國際性的討論，2004年2月在倫敦召開的會議上頒布了“為規(guī)范及管理船舶的壓載水及沉淀物的國際條約”(壓載水管理條約)。在該條約中明確了船舶的壓載水排放標準，同時規(guī)定了壓載水處理系統(tǒng)的搭載義務(wù)。壓載水處理系統(tǒng)一般采用三個步驟(1)取進海水并對水中的水生生物進行殺滅處理；(2)對處理后的海水在壓載水箱中進行保管；C3)裝載貨物時，將不需要的壓載水的水質(zhì)進行監(jiān)視后排入海中。作為除去該壓載水中的水生生物的方法，例如有注入次氯酸鈉的方法(例如非專利文獻1)、包含凝集分離過程和磁分離過程的方法(例如專利文獻1)、組合了物理破碎機理和臭氧殺菌的方法(例如專利文獻2、3、非專利文獻幻等。在IMO中，關(guān)于通過投放次氯酸鈉、臭氧等活性物質(zhì)來殺滅壓載水中的水生生物的系統(tǒng)，以限制對海洋環(huán)境有害的壓載水被排放為目的，關(guān)于處理系統(tǒng)中的活性物質(zhì)的使用，設(shè)定了認可標準。因此在向壓載水中注入活性物質(zhì)而對壓載水進行處理的系統(tǒng)中，需要進行通過G9 (關(guān)于使用活性物質(zhì)的壓載水管理系統(tǒng)的認可手續(xù))的評價試驗來獲得認可。 另外，在上述認可標準中，因活性物質(zhì)的投放而生成的物質(zhì)也作為關(guān)聯(lián)物質(zhì)成為限制對象。 例如，活性物質(zhì)為臭氧時，臭氧與海水中的溴離子(Br—)反應(yīng)生成的關(guān)聯(lián)物質(zhì)成為三溴甲烷 (CHBr3)、溴酸根離子(BrO3)、殘余氧化劑(Total Residual Oxidants :TR0)。所謂的TRO是指與中性碘化鉀溶液反應(yīng)使碘游離的物質(zhì)的總稱，是與光化學(xué)氧化劑、臭氧等一樣的氧化性物質(zhì)。目前正在進行這些氧化性物質(zhì)的測定，例如作為造成大氣污染原因的臭氧濃度的連續(xù)測定方法，有化學(xué)發(fā)光法、紫外線吸收法、吸光光度法、電量法。另一方面，作為壓載水中的TRO濃度測定方法，使用基于碘化鉀與氧化劑的反應(yīng)的測定反應(yīng)生成物的KI法，例如專利文獻4、5)。關(guān)于該KI法的測定原理，列舉測定臭氧的例子進行說明。首先，通過中性碘化鉀與臭氧反應(yīng)，碘(12)游離。反應(yīng)式如(1)式所示。2KI+03+H20 — Ι2+2Κ0Η+02. · · (1)然后，基于滴定或者波長為365nm的吸光度測定游離的碘量，計算出臭氧濃度。
另外，在測定作為TRO之一的殘余氯的殘余氯濃度計中，有使用DPD ( 二乙基對苯二胺)吸光光度法(例如Jis K 010233. 2)或極譜方式的殘余氯濃度計。殘余氯濃度計用于監(jiān)視為了殺菌而注入廢水中的氯，不論是在污水處理中還是在向處理水中注入氯之后， 是用于排放不可或缺的測量儀。由于在污水和廢水中一般含有較多的結(jié)合殘余氯，所以使用有試劑方式。作為有試劑方式之一的DPD吸光光度法，為通過對殘余氯與DPD試劑的反應(yīng)中所生成的桃色到桃紅色，測定波長為510nm到555nm附近的吸光度，求得試樣中的殘余氯濃度。通過與DPD試劑的反應(yīng)，只是游離殘余氯被定量。進而，通過加入碘化鉀引起結(jié)合殘余氯的顯色，通過測定該吸光度(波長510nm到555nm附近的吸光度)，使游離殘余氯與結(jié)合殘余氯合量，可以定量。結(jié)合殘余氯能夠通過從該合量值減去游離殘余氯成分來求得。另外，在該DPD吸光光度法中，溴、二氧化氯、高錳酸、臭氧等氧化性物質(zhì)作為正的誤差被加在測定值中。另外，在自來水的游離殘余氯的測定中，大多使用可以進行在線式自動測定的極譜法。專利文獻1 (日本)特開2009-112978號公報專利文獻2 (日本)特開2006-314902號公報專利文獻3 (日本)特表2007-527798號公報專利文獻4 (日本)特開平9-M8580號公報專利文獻5 (日本)特開平4-90892號公報非專利文獻1 岡本幸彥等2名、“船舶用壓載水處理系統(tǒng)的實用化”、JFE技報、 No. 25,2010 年 2 月、p. 1-6非專利文獻2 植木修次等5名、“利用臭氧的壓載水處理系統(tǒng)的開發(fā)”、三井造船技報、No. 196,2009 年 2 月、p. 1-10
發(fā)明概要發(fā)明要解決的問題但是，極譜方式的游離殘余氯測定儀有以下特性，即即使游離殘余氯濃度相同， 由于試樣水的電傳導(dǎo)率和其他還原性物質(zhì)的濃度的不同，也會造成測量值的不穩(wěn)定。因此， 在具有測量值不穩(wěn)定的主要原因的壓載水處理系統(tǒng)的控制中，很難適用極譜方式。另外，在KI法中，用于顯色的反應(yīng)時間需要大約10分鐘(例如專利文獻4)，由于缺乏迅速性，作為連續(xù)地監(jiān)視壓載水的水質(zhì)的測量方法，不予采用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可以迅速測定TRO濃度，具有可用于壓載水處理系統(tǒng)的控制的測定精度的TRO濃度測定裝置。目的還在于提供一種使用該TRO濃度測定裝置，以從壓載水處理系統(tǒng)排放的壓載水滿足基準的方式，監(jiān)視壓載水的TRO濃度的方法及監(jiān)視系統(tǒng)。解決上述課題的本發(fā)明的殘余氧化劑濃度的測定裝置的特征為，在船舶所取進的壓載水中，注入與該壓載水中的殘余氧化劑反應(yīng)而顯色的指示試劑，基于所述顯色的指示試劑的吸光度，測定所述壓載水中的殘余氧化劑濃度。
另外，解決上述課題的本發(fā)明的殘余氧化劑濃度的測定裝置，在所述殘余氧化劑濃度的測定裝置中，可以列舉所述指示試劑為N，N-二乙基對苯二胺鹽的方式。另外，解決上述課題的本發(fā)明的壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法，是通過在被取入船舶的壓載水中，注入與該壓載水中的殘余氧化劑反應(yīng)而顯色的指示試劑，基于所述顯色的指示試劑的吸光度，測定所述壓載水中的殘余氧化劑濃度的殘余氧化劑測定裝置的、所述壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法，其特征為，在排放所述壓載水時，所述測定裝置測定所排放的壓載水中的殘余氧化劑濃度，監(jiān)視該測定的殘余氧化劑濃度在預(yù)先沒定的設(shè)定值以下。另外，解決上述課題的本發(fā)明的壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法，其特征為，在所述壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法中，在取進所述壓載水時，所述測定裝置測定通過用于殺滅所述壓載水中的水生生物的活性物質(zhì)與所述壓載水的反應(yīng)而生成的殘余氧化劑，基于該殘余氧化劑的測定值，控制向所述壓載水中的活性物質(zhì)的注入量。另外，解決上述課題的本發(fā)明的壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法，在所述壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法中，其特征為，所述測定裝置測定所排放的壓載水中的殘余氧化劑的濃度，基于該測定結(jié)果，控制中和所述殘余氧化劑的中和劑的注入量。另外，解決上述課題的本發(fā)明的壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法，其特征為，在所述壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法中，由所述測定裝置測定的殘余氧化劑濃度為所述設(shè)定值以上時，進行從所述壓載水中除去所述殘余氧化劑的處理。解決上述課題的本發(fā)明的殘余氧化劑濃度的測定裝置，是為控制船舶中的壓載水的排放處理，測定所述壓載水中的殘余氧化劑濃度的殘余氧化劑濃度的測定裝置，其特征為，向所述壓載水中注入含有N，N-二乙基對苯二胺鹽的指示試劑，而不向該壓載水中注入碘化鉀，基于與所述壓載水中的殘余氧化劑反應(yīng)而顯色的所述指示試劑的吸光度，測定所述壓載水中的殘余氧化劑濃度。另外，解決上述課題的本發(fā)明的壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法，其特征為，上述殘余氧化劑濃度的測定裝置測定從所述船舶排放的壓載水中的殘余氧化劑濃度， 監(jiān)視該測定的殘余氧化劑濃度在預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值以下。另外，解決上述課題的本發(fā)明的壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征為，該系統(tǒng)具備向自船舶排放的壓載水中注入含有N，N-二乙基對苯二胺鹽的指示試劑， 而不向該壓載水中注入碘化鉀，基于與所述壓載水中的殘余氧化劑反應(yīng)而顯色的所述指示試劑的吸光度，測定所述壓載水中的殘余氧化劑濃度的殘余氧化劑濃度測定裝置、和監(jiān)視用所述殘余氧化劑濃度測定裝置測定的殘余氧化劑濃度在預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值以下的監(jiān)視
直ο發(fā)明的效果根據(jù)以上發(fā)明，能夠得到可迅速測定壓載水中的殘余氧化劑(TRO)濃度的TRO濃度的測定裝置。而且，使用該TRO濃度測定裝置，能夠監(jiān)視壓載水處理系統(tǒng)的TRO濃度。另外，能夠測定壓載水中的殘余氧化劑(TRO)濃度，監(jiān)視壓載水系統(tǒng)的TRO濃度。


圖1是本發(fā)明實施方式的TRO濃度測定裝置的概略構(gòu)成圖。
圖2是本發(fā)明實施方式的TRO濃度測定裝置的TRO測定值與通過KI法的TRO測定值的關(guān)聯(lián)圖。圖3是本發(fā)明實施方式1的壓載水處理系統(tǒng)的構(gòu)成圖。圖4是本發(fā)明實施方式2的壓載水處理系統(tǒng)的構(gòu)成圖。符號說明1 TRO監(jiān)視器(殘余氧化劑濃度的測定裝置)2測定導(dǎo)池3 光源4光探測器7壓載水處理系統(tǒng)8壓載水箱9活性物質(zhì)注入部10中和劑注入部11藥品量控制部9、12、14 泵15壓載水處理系統(tǒng)16臭氧注入部17排放處理部18排放控制部20 閥
具體實施例方式本發(fā)明實施方式的殘余氧化劑(TRO)濃度的測定裝置(以下稱為TRO監(jiān)視器)， 是通過DPD (二乙基對苯二胺)吸光光度法，迅速測定壓載水中的TRO并且以與通過現(xiàn)有的 KI法的TRO濃度測定方法同等以上的精廢測定TRO的裝置。本發(fā)明實施方式的TRO監(jiān)視器通過向被測定水中添加DPD試劑，測定在DPD試劑與TRO的反應(yīng)中生成的物質(zhì)的吸光度(例如、波長510nm至波長550nm附近的吸光度)，測量被測定水的TRO濃度。另外，本發(fā)明實施方式的通過TRO監(jiān)視器的壓載水中的TRO濃度監(jiān)視方法，是通過使用本發(fā)明的TRO監(jiān)視器測量壓載水中的TRO濃度，來監(jiān)視壓載水中的TRO濃度的方法。如圖1所示，本發(fā)明實施方式的TRO監(jiān)視器1由測定導(dǎo)池2、光源3、光探測器4、控制部5構(gòu)成。測定導(dǎo)池2取樣壓載水，在該被取樣的壓載水中注入DPD試劑。光源3既可為可照射包含吸收在DPD試劑與TRO的反應(yīng)中生成的物質(zhì)的波長的光的光源，也可用LED等已知的光源。光探測器4探測由光源3照射且透過導(dǎo)池的光的強度?？刂撇?基于由光探測器4探測的光的強度，通過吸充光度法測定導(dǎo)池中的吸光度的變化。對通過包含上述構(gòu)成的TRO監(jiān)視器1的TRO的測定順序進行說明。首先，向測定導(dǎo)池2中導(dǎo)入壓載水。壓載水要從想要測定的地方的壓載水中采取一定的量。此時，通過反復(fù)多次向測定導(dǎo)池2中導(dǎo)入和排放壓載水，對測定導(dǎo)池2進行清洗。該試樣采取也可以通過溢流的方式兼帶測定導(dǎo)池2的清洗。作為TRO監(jiān)視器1的空白，利用光源3向注入了壓載水的測定導(dǎo)池2照射光，使用光探測器4探測透過測定導(dǎo)池2的光的強度。其次，由試劑儲存部6向?qū)氲膲狠d水中注入DPD試劑及緩沖溶液。緩沖溶液發(fā)揮將試樣保持在適當?shù)膒H的作用，例如可以使用磷酸緩沖溶液，將試樣的PH設(shè)為6. 3 6. 6。DPD試劑使用作為N，N-二乙基對苯二胺鹽(例如硫酸鹽等)被市售的試劑。通過DPD試劑與壓載水中的TRO進行反應(yīng)，試樣根據(jù)TRO的濃度進行顯色。另外， 具體的DPD試劑的注入量，例如可以基于JIS中規(guī)定的DPD吸光光度法(JIS K010233. 2) 來設(shè)定。注入DPD試劑后，經(jīng)過規(guī)定時間(例如2分鐘以內(nèi))后，自光源3向測定導(dǎo)池2照射光，使用光探測器4探測透過光強度。然后，基于該透過光強度與空白的透過光強度的差，算出吸光度。通過預(yù)先制作試樣中的TRO濃度和該TRO濃度的吸光度的標準曲線，基于探測出的吸光度算出TRO濃度。如圖2所示，可知通過DPD吸光光度法的TRO測定值與通過KI法的TRO測定值具有相關(guān)性，通過DPD吸光光度法的TRO濃度的測定精度，具有可作為TRO監(jiān)視器提供給壓載水處理控制的測定精度。另外，如圖2所示，在注入DPD試劑后，經(jīng)過規(guī)定時間后所測定的 TRO濃度的測定值與通過KI法的TRO濃度的測定值不同。這種差異可認為是因為在KI法中是以達到穩(wěn)定的氧化性物質(zhì)為測定對象的。通過以上的動作，TRO監(jiān)視器1能夠基于添加了 DPD試劑的壓載水的吸光度，測量壓載水中的TRO濃度。由于通過該DPD吸光光度法的TRO濃度的測量可以迅速進行(例如一分鐘以內(nèi))，并且TRO濃度測定精度與現(xiàn)有測定方法為同等以上的程度，所以能夠作為監(jiān)視壓載水中的TRO濃度的TRO監(jiān)視器，提供給壓載水處理系統(tǒng)的控制。通過反復(fù)進行該TRO 濃度的測量操作(例如間隔2. 5分鐘)，可以監(jiān)視壓載水中的TRO濃度。(實施方式1)本發(fā)明的TRO監(jiān)視器1可以迅速地、且高精度地測定壓載水中的TR0。由此，作為壓載水處理系統(tǒng)的TRO監(jiān)視器1，可以監(jiān)視壓載水中的TRO濃度。關(guān)于具備本發(fā)明的TRO監(jiān)視器1的第一實施方式的壓載水處理系統(tǒng)，以作為活性物質(zhì)使用次氯酸鈉的壓載水處理系統(tǒng)為例進行說明。另外，活性物質(zhì)不局限于該實施方式所限定的物質(zhì)，也可以使用氯、二氧化氯、過氧化氫等已知的活性物質(zhì)。作為活性物質(zhì)使用次氯酸鈉時，通過次氯酸鈉與壓載水的反應(yīng)，生成游離殘余氯、 結(jié)合殘余氯等關(guān)聯(lián)物質(zhì)。所謂的游離殘余氯是指氯(Cl2)、次氯酸根離子(C10-)等具有強效殺菌能力、具有殺滅壓載水中的水生生物的效果的物質(zhì)。另外，結(jié)合殘余氯是指像一氯胺 (NH2Cl)、二氯胺(NHCl2)等氯與氨結(jié)合而成的物質(zhì)等。在這里，對現(xiàn)有的水質(zhì)監(jiān)視器的概要進行說明。上述游離殘余氯、結(jié)合殘余氯等關(guān)聯(lián)物質(zhì)作為TRO殘留在水中，該TRO的濃度由具有特定功能的測量儀監(jiān)視各自具有的氧化能力。這些測量儀通過可以測量水中含有的氧化性物質(zhì)的濃廢或強度的殘余氯測定儀或氧化還原電位計或者它們的組合，測量各自的TRO濃度。具體地說，在使用次氯酸鈉作為活性物質(zhì)的方法中，在取進壓載水時，測定注入了次氯酸鈉的壓載水中的游離殘余氯濃度，基于該測定值控制次氯酸鈉的注入量，以使游離殘余氯濃度達到殺滅壓載水中的水生生物所需要的濃度。另外，在排放壓載水時，在排放前測定壓載水中的游離殘余氯，根據(jù)該測量值，控制用于中和游離殘余氯的試劑的注入量。另外，測定注入中和劑后的壓載水中的TRO濃度，確認排放的壓載水是否滿足排放基準。本發(fā)明的TRO監(jiān)視器1通過添加DPD試劑并測量TRO濃度，迅速地監(jiān)視壓載水中的 TRO濃度。該TRO監(jiān)視器1在使用次氯酸鈉處理壓載水的系統(tǒng)的壓載水的取進時和排放時， 監(jiān)視壓載水的TRO濃度。即在取進壓載水時，基于注入活性物質(zhì)后的壓載水中的TRO濃度的測量值，控制注入壓載水中的活性物質(zhì)的注入量。然后，排放壓載水時，根據(jù)壓載水中的 TRO濃度的測量值，控制中和所注入的活性物質(zhì)的殘存量的中和劑的注入量。進一步，基于注入中和劑后的壓載水中的TRO濃度的測量值，確認所排放的壓載水是否滿足排放基準。如圖3所示，本發(fā)明實施方式1的壓載水處理系統(tǒng)7由壓載水箱8、活性物質(zhì)注入部9、中和劑注入部10、TRO監(jiān)視器1及藥品量控制部11構(gòu)成。壓載水箱8在船舶裝載的貨物少的狀態(tài)的航路中，貯存防止航行中船體上浮的壓載水?；钚晕镔|(zhì)注入部9經(jīng)由泵12與壓載水箱8連接，向移送到壓載水箱8中的壓載水注入次氯酸鈉。中和劑注入部10設(shè)置于壓載水箱8的下游，注入用于除去壓載水中的關(guān)聯(lián)物質(zhì)等的中和劑。中和劑可例示硫代硫酸鈉、抗壞血酸、草酸、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉等。TRO監(jiān)視器1測量在注入的次氯酸鈉與海水的反應(yīng)中生成的壓載水中的TRO濃度。藥品量控制部11被輸入TRO監(jiān)視器1的測量數(shù)據(jù)，對活性物質(zhì)注入部9發(fā)送控制活性物質(zhì)注入量的控制信號，對中和劑注入部10發(fā)送控制中和劑注入量的控制信號。對包含上述構(gòu)成的本發(fā)明的實施方式1的壓載水處理系統(tǒng)7的動作進行說明。在取進壓載水時，泵12被驅(qū)動，海水或者淡水經(jīng)由過濾器13、活性物質(zhì)注入部9移送到壓載水箱8。此時，在活性物質(zhì)注入部9中，以與通過活性物質(zhì)注入部9的壓載水的流量相對應(yīng)的規(guī)定的注入率，向壓載水中注入次氯酸鈉。另外，也可以不具備泵12，而利用水位差將海水或淡水移送至壓載水箱8中。TRO監(jiān)視器1測量注入了次氯酸鈉的壓載水的TRO濃度，將測量結(jié)果發(fā)送到藥品量控制部11。在藥品量控制部11，基于該測量結(jié)果向活性物質(zhì)注入部9發(fā)送控制信號，控制注入壓載水中的次氯酸鈉的注入量，以使TRO濃度的測量值達到預(yù)先設(shè)定的目標值。這樣， 通過將壓載水中的TRO濃度保持在一定以上，能夠防止壓載水箱8中貯存有壓載水期間，水生生物的再次繁殖或浮游生物等的孵化。另一方面，在壓載水排放時，通過驅(qū)動泵14，被貯存在壓載水箱8中的壓載水經(jīng)由中和劑注入部10排放到船外。此時，TRO監(jiān)視器1測量注入中和劑前的壓載水中的TRO濃度，將該測量結(jié)果發(fā)送到藥品量控制部11。藥品量控制部11基于TRO監(jiān)視器1的測量值， 運算注入中和劑后的壓載水達到還原狀態(tài)(即TRO沒有被檢測出來的狀態(tài))所需要的中和劑注入率。然后，藥品控制部11基于該中和劑的注入率控制中和劑注入部10，中和劑被注入壓載水中，壓載水中的關(guān)聯(lián)物質(zhì)被除去。進一步，TRO監(jiān)視器1測量注入中和劑后的壓載水的TRO濃度，在測量到注入中和劑后的壓載水中TRO濃度在一定水平以上的情況下，藥品量控制部11停止中和劑的注入操作，使壓載水的排放用泵14停止。由此，壓載水中的關(guān)聯(lián)物質(zhì)的中和不充分，不滿足排水基準的壓載水的排放操作可確實地停止。如上所述，根據(jù)實施方式1的壓載水處理系統(tǒng)7，在取進壓載水時，能夠利用TRO監(jiān)視器1測量TRO濃度，將注入壓載水中的次氯酸鈉的量控制在殺滅水生生物的所需要且不過剩的量。另外，在排放壓載水時，能夠利用TRO監(jiān)視器1測量TRO濃度，將用于中和游離殘余氯的中和劑控制在需要且不過剩的量。進一步，能夠通過使用TRO監(jiān)視器1測量注入中和劑后的TRO濃度，監(jiān)視壓載排水的水質(zhì)。另外，在壓載水處理中，因為壓載水的取進工序及壓載水的排放工序并不是同時進行的，即使用一臺TRO監(jiān)視器1測量壓載水的取進工序及排放工序的TRO濃度，在測定中也不會產(chǎn)生障礙。而且，由于本發(fā)明的TRO監(jiān)視器1可以迅速并高精度地測量壓載水中的TR0，所以通過將該TRO監(jiān)視器1適用于壓載水處理系統(tǒng)，可以將壓載水處理過程中的活性物質(zhì)及中和劑的注入量最小化。由此，能夠抑制船舶上裝載的活性物質(zhì)及中和劑的量。此外，由于是用一臺TRO監(jiān)視器1在壓載水取進時和壓載水排放時進行監(jiān)視水質(zhì)的測量，所以可以減少測量TRO濃度的TRO監(jiān)視器的臺數(shù)，可實現(xiàn)壓載水處理系統(tǒng)的節(jié)省空間。另外，實施方式1的壓載水處理系統(tǒng)7能夠不使用吸附劑而通過向壓載水中注入中和關(guān)聯(lián)物質(zhì)的中和劑，除去關(guān)聯(lián)物質(zhì)。即根據(jù)該系統(tǒng)，雖然需要與活性物質(zhì)一起進行中和劑的補充和保管，但不需更吸附設(shè)備的設(shè)置空間，可以謀求削減伴隨吸附設(shè)備的設(shè)置所產(chǎn)生的定期的吸附劑的更換費用。(實施方式2)本發(fā)明的TRO監(jiān)視器1能夠迅速地、高精度地測定壓載水中的TR0。由此，能夠作為壓載水處理系統(tǒng)的TRO監(jiān)視器1，監(jiān)視壓載水中的TRO濃度。關(guān)于具備發(fā)發(fā)明的TRO監(jiān)視器1的第二實施方式的壓載水處理系統(tǒng)，以使用臭氧作為活性物質(zhì)的壓載水處理系統(tǒng)為例進行說明。另外，活性物質(zhì)不受該實施例的限定，也可以使用已知的活性物質(zhì)。當使用臭氧作為活性物質(zhì)時，在臭氧與海水中的溴離子的反應(yīng)中，生成溴酸根離子、三溴甲烷、TRO等關(guān)聯(lián)物質(zhì)。因為當排放排放時的壓載水中殘存有關(guān)聯(lián)物質(zhì)產(chǎn)生的毒性的壓載水時，會造成第二次環(huán)境污染，所以必須除去所排放的壓載水中的關(guān)聯(lián)物質(zhì)。因此，目前，在壓載水的排放路徑上，具備填充有吸附劑的排放處理槽，在排放壓載水時，除去上述壓載水的關(guān)聯(lián)物質(zhì)。該吸附劑對于關(guān)聯(lián)物質(zhì)等的吸附等除去能力優(yōu)異，但是其能力有限。而且，關(guān)于吸附能力，如果持續(xù)通水，填充有吸附劑的吸附層會逐漸達到飽和，接著會脹破而失去吸附能力。即不能進行排放處理槽中所填充的吸附劑的飽和吸附量以上的吸附除去。因此，為了確保排放處理槽內(nèi)的關(guān)聯(lián)物質(zhì)除去性能的監(jiān)視的進行，經(jīng)常使用TRO 監(jiān)視器監(jiān)視經(jīng)過排放處理槽后的壓載水的水質(zhì)。在該方法中，上述TRO監(jiān)視器的測量值不滿足排放基準時，用通常的步驟就無法將壓載水向海中排放，結(jié)果可能會產(chǎn)生延遲貨物的裝載等危害。為防止這種情況，有必要準備另外預(yù)備的吸附裝置，進行壓載水排放中的關(guān)聯(lián)物質(zhì)的除去。但是，如果準備預(yù)備的吸附裝置，就需要保管該吸附劑的多余的空間。
如圖4所示，本發(fā)明的實施方式2的壓載水處理系統(tǒng)15由壓載水箱8、臭氧注入部 16、排放處理部17、TRO監(jiān)視器1及排放控制部18構(gòu)成。壓載水箱8在船舶的裝載很少的狀態(tài)的航路中，貯存防止航行中船體上浮的壓載水。在臭氧注入部16，經(jīng)由用于取進壓載水的泵12連接有壓載水箱8，向被送入壓載水箱8的壓載水中注入臭氧。排放處理部17經(jīng)由將壓載水排放到船外的泵19和控制壓載水的流路的閥20與壓載水箱8連接。該閥20由后述的排放控制部18來控制。而且，在閥20上連接有用于不經(jīng)由排放處理部17而將壓載水排放到船外的配管21。TRO監(jiān)視器1在排放壓載水時，測量排放處理部17的處理前和處理后的壓載水中的TRO濃度。TRO監(jiān)視器1對于排放處理部17的入口和出口處各自的壓載水，分別錯開時間進行采樣，測量被采樣的壓載水中的TRO濃度。該測量數(shù)據(jù)被發(fā)送到后述的排放控制部 18。排放控制部18被輸入TRO監(jiān)視器1的測量值，基于該測量值控制泵19及閥20。下面，對包含上述構(gòu)成的本發(fā)明的實施方式2的壓載水處理系統(tǒng)15的動作進行說明。在取進壓載水時，驅(qū)動泵12，海水或淡水經(jīng)由過濾器13、臭氧注入部16被移送到壓載水箱8。另外，也可以不具備泵12，利用水位差將壓載水導(dǎo)入壓載水箱8。在臭氧注入部16，按照通過臭氧注入部16的壓載水的流量，向壓載水中注入規(guī)定量的臭氧，以使壓載水中的臭氧濃度達到為殺滅水生生物所需要的濃度。然后，注入有臭氧的壓載水被貯存到壓載水箱8中。另外，在壓載水箱8的上游的配管中，配備了圖示省略的脫氣處理部，在該脫氣處理部，多余的臭氧從壓載水中被除去。這樣，由于臭氧被從壓載水中脫氣處理掉，并且殘存在壓載水中的臭氧是易分解的物質(zhì)，所以在被移送到壓載水箱8 中的壓載水中，幾乎沒有臭氧殘留。另一方面，在排放壓載水時，驅(qū)動泵19，經(jīng)由排放處理部17將貯存在壓載水箱8中的壓載水移送到船外。此時，在TRO監(jiān)視器1，測量通過排放處理部17進行的處理前和處理后的壓載水中的TRO濃度，該測量結(jié)果被發(fā)送到排放控制部18。TRO監(jiān)視器1進行的處理前和處理后的壓載水的TRO濃度測量，能夠通過每隔一定時間進行切換來進行對在排放處理部17進行處理前的壓載水進行采樣的步驟和時在排放處理部17進行處理后的壓載水進行采樣的步驟。排放處理部17通過化學(xué)反應(yīng)或吸附等除去壓載水中的關(guān)聯(lián)物質(zhì)(三溴甲烷、殘余氧化劑等)。作為填充到排放處理部17的吸附劑，可列舉煤活性炭、椰殼活性炭、沸石、陶瓷等已知的吸附劑。另外，吸附材料的形狀可以使用粒狀、粉末狀、纖維狀等任意形狀。作為具體的例子，將填充有椰殼活性炭2m3的排放處理部17配置于壓載水箱8的下游，按照相對于處理流量達到-g/Ι的方式進行使注入臭氧的試驗水以流量200m3/h在排放處理部17流通的實驗?？梢源_認通過該實驗，從排放處理槽17通過的壓載水中的關(guān)聯(lián)物質(zhì)(主要是TR0)除去性能滿足長時間充分性能。由于在G9中，對關(guān)聯(lián)物質(zhì)的行為進行嚴格的檢查，因此，像這樣在排放處理部17進行壓載水的處理，以不引起第二環(huán)境污染。在排放控制部18，根據(jù)TRO監(jiān)視器1的測量值，控制壓載水的處理途徑。即，排放處理部17的入口側(cè)的TRO濃度在預(yù)先設(shè)定的值(例如0. 15mg/l等)以下時，排放控制部 18控制閥20，壓載水通過配管21被排放到船外。也就是說，不通過排放處理部17而將壓載水放流到船外。因而，能夠防止填充于排放處理部17的吸附劑的消耗。另一方面，排放處理部17入口側(cè)的TRO濃度等于或高于預(yù)先設(shè)定的值(例如， 0. 15mg/l等)時，排放控制部18通過控制閥20，將壓載水移送到排放處理部17。因而，能夠通過在排放處理部17對壓載水進行處理，除去壓載水中的關(guān)聯(lián)物質(zhì)，將符合IMO認可的船舶壓載水管理條約的壓載水排放到船外。此時，使用TRO監(jiān)視器1測量通過排放處理部 17后的TRO濃度，能夠確認壓載水中的TRO濃度在預(yù)先設(shè)定的值(例如，0. 15mg/l等)以下。在壓載水中的TRO濃度達到預(yù)先設(shè)定的值以上的情況下，通過停止泵19，可確實地停止不滿足排放基準的壓載水的排放操作。如上所述，根據(jù)實施方式2的壓載水處理系統(tǒng)15，能夠測量被導(dǎo)入排放處理部17 前的壓載水中的TRO濃度，基于該測量結(jié)果控制是否將壓載水導(dǎo)入排放處理部17。根據(jù)本發(fā)明的TRO監(jiān)視器1，可以迅速且高精度地測量壓載水中的TRO濃度。而且，通過使用該TRO監(jiān)視器1，控制排水處理的處理途徑，能夠在與填充于排放處理部17的吸附劑的裝載量的適當化的同時，謀求延長吸附劑的吸附能力的壽命。另外，本發(fā)明的TRO監(jiān)視器1及監(jiān)視TRO監(jiān)視器1的壓載水中的TRO濃度的方法， 不限于上述實施方式，在不損害本發(fā)明的作用效果的范圍內(nèi)，可以進行適當?shù)脑O(shè)定變更。例如，指示試劑不局限于DPD，只要是與壓載水中的TRO迅速反應(yīng)并顯示顯色反應(yīng)的物質(zhì)，即可適用于本發(fā)明。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的TRO監(jiān)視器1，能夠迅速且高精度地測量壓載水中的TRO 濃度。另外，本發(fā)明的TRO監(jiān)視器不能像KI法的TRO濃度的測量那樣測定穩(wěn)定的其他氧化性物質(zhì)，可高精度地測量出對生物來說具有毒性的TR0。由此，能夠監(jiān)視在排放壓載水時，壓載水中的TRO濃度是否滿足排放基準。另外，在對壓載水中的TRO進行中和處理的情況下， 能夠抑制中和TRO的中和劑的注入量使其達到必要且充足的量。另外，由于在進行TRO除去操作的情況下，也可以高精度地測量出對生物來說具有毒性的TR0，所以能夠防止進行多余的除去操作。而且，由于本發(fā)明的TRO監(jiān)視器能夠監(jiān)視壓載水中的TRO濃度，所以能夠用于壓載水處理系統(tǒng)的控制。另外，本發(fā)明的TRO監(jiān)視器，在壓載水處理系統(tǒng)中，能夠用一個TRO監(jiān)視器監(jiān)視多處的處理水的TRO濃度。由此，能夠減少壓載水處理系統(tǒng)使用的TRO監(jiān)視器的數(shù)量，實現(xiàn)壓載水處理系統(tǒng)的節(jié)省空間化。
1權(quán)利要求
1.殘余氧化劑濃度的測定裝置，其特征在于，向被取進船舶的壓載水中注入與該壓載水中的殘余氧化劑反應(yīng)并顯色的指示試劑，基于所述顯色的指示試劑的吸光度，測定所述壓載水中的殘余氧化劑濃度。
2.如權(quán)利要求1所述的殘余氧化劑濃度的測定裝置，其特征在于，所述指示試劑為N， N-二乙基時苯二胺鹽。
3.壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法，其中，向被取進船舶的壓載水中注入與該壓載水中的殘余氧化劑反應(yīng)并顯色的指示試劑，使用基于所述顯色的指示試劑的吸光度而測定所述壓載水中的殘余氧化劑濃度的殘余氧化劑測定裝置，其特征在于，在排放所述壓載水時，所述測定裝置測定被排放的壓載水中的殘余氧化劑濃度，監(jiān)視該測定的殘余氧化劑濃度為預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值以下。
4.如權(quán)利要求3所述的壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法，其特征在于，在取進所述壓載水時，所述測定裝置測定通過為了殺滅所述壓載水中的水生生物而被注入所述壓載水中的活性物質(zhì)與所述壓載水的反應(yīng)而生成的殘余氧化劑，基于該殘余氧化劑的測定值，控制注入所述壓載水中的所述活性物質(zhì)的注入量。
5.如權(quán)利要求4所述的壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法，其特征在于，所述測定裝置測定被排放的壓載水中的殘余氧化劑濃度，基于該測定結(jié)果，控制中和所述殘余氧化劑的中和劑的注入量。
6.如權(quán)利要求3 5中任一項所述的壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法，其特征在于，當通過所述測定裝置測定的殘余氧化劑濃度為所述設(shè)定值以上時，進行從所述壓載水中除去所述殘余氧化劑的處理。
7.殘余氧化劑濃度的測定裝置，其為了控制船舶中的壓載水的排放處理，測定所述壓載水中的殘余氧化劑濃度，其特征在于，向所述壓載水中注入含有N，N-二乙基對苯二胺鹽的指示試劑，不向該壓載水中注入碘化鉀，其于與所述壓載水中的殘余氧化劑反應(yīng)并顯色的所述指示試劑的吸光度，測定所述壓載水中的殘余氧化劑濃度。
8.壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法，其特征在于，權(quán)利要求7所述的殘余氧化劑濃度的測定裝置，測定從所述船舶排放的壓載水中的殘余氧化劑濃度，監(jiān)視該測定的殘余氧化劑濃度在預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值以下。
9.如權(quán)利要求2所述的壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法，其特征在于，在取進所述壓載水時，權(quán)利要求7所述的殘余氧化劑濃度的測定裝置，測定注入了次氯酸鈉、氯、 二氧化氯、過氧化氫中的任一活性物質(zhì)的壓載水中的殘余氧化劑濃度，基于該殘余氧化劑濃度的測定值控制被注入所述壓載水中的所述活性物質(zhì)的注入量。
10.如權(quán)利要求8或9所述的壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法，其特征在于，權(quán)利要求7所述的殘余氧化劑濃度的測定裝置，測定中和所述壓載水中的殘余氧化劑的中和劑被注入前的壓載水中的殘余氧化劑濃度，基于該殘余氧化劑濃度的測定值，控制所述中和劑的注入量。
11.如權(quán)利要求8所述的壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視方法，其特征在于，所述被排放的壓載水中的殘余氧化劑濃度為所述設(shè)定值以上時，進行從所述壓載水中除去所述殘余氧化劑的處理。
12.壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，具備殘余氧化劑濃度測定裝置和監(jiān)視裝置，所述測定裝置向從船舶中排放的壓載水中注入含有N，N-二乙基對苯二胺鹽的指示試劑，不向該壓載水中注入碘化鉀，基于與所述壓載水中的殘余氧化劑反應(yīng)并顯色的所述指示試劑的吸光度，測定所述壓載水中的殘余氧化劑濃度，所述監(jiān)視裝置監(jiān)視利用所述殘余氧化劑濃度測定裝置測定的殘余氧化劑濃度在預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值以下。
13.如權(quán)利要求12所述的壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，還具備活性物質(zhì)注入控制裝置，該控制裝置控制被注入所述壓載水中的次氯酸鈉、氯、二氧化氯、過氧化氫的任一種活性物質(zhì)的注入量，所述殘余氧化劑濃度測定裝置在取進所述壓載水時，向注入了所述活性物質(zhì)的壓載水中注入含有N，N-二乙基對苯二胺鹽的指示試劑，不向該壓載水中注入碘化鉀，基于與所述壓載水中的殘余氧化劑反應(yīng)并顯色的所述指示試劑的吸光度，測定所述壓載水中的殘余氧化劑濃度，所述活性物質(zhì)注入控制裝置基于所述測定的殘余氧化劑濃度的測定值，控制被注入所述壓載水中的所述活性物質(zhì)的注入量。
14.如權(quán)利要求12或13所述的壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于， 還具備中和劑注入控制裝置，該控制裝置控制中和所述壓載水中的殘余氧化劑的中和劑的注入量，所述殘余氧化劑濃度測定裝置，向被注入所述中和劑前的壓載水中注入含有N，N-二乙基對苯二胺鹽的指示試劑，而不向該壓載水中注入碘化鉀，基于與所述壓載水中的殘余氧化劑反應(yīng)并顯色的所述指示試劑的吸光度，測定所述壓載水中的殘余氧化劑濃度，所述中和劑注入控制裝置基于所述被測定的殘余氧化劑濃度的測定值，控制所述中和劑的注入量。
15.如權(quán)利要求12所述的壓載水中的殘余氧化劑濃度的監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，還具備殘余氧化劑除去裝置，該除去裝置進行從所述壓載水中除去所述殘余氧化劑的處理，所述殘余氧化劑除去裝置在利用所述殘余氧化劑濃度測定裝置測定的殘余氧化劑濃度在所述設(shè)定值以上時，進行從所述壓載水中除去所述殘余氧化劑的處理。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠監(jiān)視壓載水中的殘余氧化劑(TRO)濃度的TRO濃度測定裝置。另外，通過該TRO測定裝置，在壓載水處理系統(tǒng)中進行TRO濃度的監(jiān)視。
文檔編號C02F1/72GK102435603SQ20111027857
公開日2012年5月2日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者佐藤吉明, 宮鍋僚一, 本田健一, 植木修次 申請人:三井造船株式會社